ZİRAAT FAKÜLTESİ Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü Makine Malzeme Bilgisi

(1)

ZİRAAT FAKÜLTESİ

Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Makine Malzeme Bilgisi

(2)

Temel İmalat İşlemleri (Talaşlı Şekil Verme)

13. hafta

(3)

Temel İmalat İşlemleri

TALAŞLI İMALAT

Döküm / Katılaşma Talaşlı Şekil Verme Plastik şekil verme Birleştirme

 Demir esaslı  Torna  Serbest Dövme ve Basma  Kaynak Tekniği

 Demir Esaslı Olmayan  Freze  Kalıpta Dövme ve Basma * TIG, MIG, Laser

 Matkap  Ekstrüzyon *Elektrik ark

 Kum Kalıba  Azdırma, Vida Açama  Haddeleme * Gazaltı, toz altı

 Sürekli Kalıba  Taşlama (Aşındırma)  Tel Çekme *Oksi-asetilen

 Basınçlı  Vargel / Planya  Ovalama (vida dişi açma) *Sürtünme, ultrasonik

 Santrifüj  Rayba  Bükme, kıvırma  Puntalama

 Plastik Enjeksiyon  Broş  Presleme  Lehimleme

 Silikon Kalıplama  Lazer / Su Jeti ile kesme  Perçinleme

 Testere ile kesme  Yapıştırma

 Isıl ve Kimyasal Yöntemler

(4)

Malzeme kaldırma işlemleri

Geleneksel Talaşlı İmalat Aşındırma İşlemleri Alışılmamış Talaşlı İmalat

 Tornalama  Taşlama  Mekanik enerjili yöntemler

 Delik delme  Eğeleme  Ultrasonik işleme

 Frezeleme  Zımparalama  Su jeti kullanan işlemler

 Matkap  Bileme  Elektrokimyasal yöntemler

 Planya  Kılavuz çekme  Elektrokimyasal işleme

 Vargel  Pafta çekme  Elektrokimyasal çapak alma ve taşlama

 Raybalama  Diş açma  Isıl enerjili yöntemler

 Broşlama  Dişli azdırma  Elektroerozyon yöntemler

 Borlama  Dişli açma  Elektron ışını ile işleme

 Testere ile kesme  Lazer ışını ile işleme

 Ark ile kesme işlemi

 Oksijen ile kesme yöntemleri

 Kimyasal işlemler

(5)

Geleneksel talaşlı imalat ile keskin kesici takımlar kullanılarak iş parçasından kayma deformasyonu ile talaş şeklinde malzeme kaldırılarak yeni yüzeyler açığa çıkartılır ve hedeflenen parça şekli elde edilir.

(6)

(7)

(8)

Talaşlı imalatta kesici takım tek (a) veya çok (b) sayıda kesici kenara sahip olan ve iş parçasından daha sert malzemeden imal edilen aparattır. Tek noktalı kesici takımlar genellikle öteleme, çok noktalı kesiciler ise dönme hareketi ile talaş kaldırır. Talaşı iş parçasından ayıran kesme kenarı talaş yüzeyi ile yan yüzeyin birleşim yerinde bulunur.

Kesme kenarının ucunda genellikle burun yarıçapı ile yuvarlatılmış kesme noktası (burun) bulunur.

(9)

Kesme Takımları

Bir takım tezgahına tespit edilerek endüstriyel bir ürüne şekil veren aletlerdir. Talaş kaldırma esnasında oluşan kuvvetler, basınç, sürtünme, ısı oluşumu ve aşınma gibi olaylar ile birlikte ekonomiklikte dikkate alınırsa bir kesici takım;

 Yüksek sıcaklıklarda aşınmaya karşı dayanıklı ve iyi bir kimyasal kararlılığa,

 Isı birikiminin önlenmesi için yüksek ısı iletim yeteneğine,

 Ucuz olması yanında darbe etkisine karşı yeterli derecede tok olma özelliğine sahip olmalıdır.

(10)

Kesici takım ömrünü etkiyen faktörler;

1. Kesme kenarlarının tamamen hasara uğraması

2. Yan yüzey veya krater aşınması için operatör tarafından yapılan muayeneler 3. Kesme işleminden çıkan ses ve titreşimin takip edilmesi

4. Talaşın şerit gibi, spiral yay ve atılması zor halde olması 5. Yüzey kalitesinin bozulması

6. İşlenen iş parçası sayısı 7. Toplam kesme zamanı

8. Gücün artması 9. Sıcaklık

(11)

Kesici takım malzemeleri;

1. Yalın karbon çelikleri

2. Yüksek hız çelikleri (HSS) –Yüksek Alaşımlı Çelik (Tungsten/Molibden) 3. Döküm Kobalt alaşımları

4. Sinterlenmiş Karbürler –Bağlayıcı Co+ toz metalürji (WC-Co, TiC, TaC) 5. Seramikler –Alüminyum oksit (yüksek basınç + sıcaklık preslenmiş)

6. Sermetler –Bağlayıcı Nikel veya Molibden

7. Sentetik Elmas (SPD) –Sinterleme, WC-Co üzerine kaplama

8. Kübik Bor Nitrür (cBN) –Bilinen en sert malzeme, plaket üzerine kaplama

(12)

Talaşlı imalatta parçaya son şeklin verilmesi tek adımda gerçekleşmez. Paso denilen her bir adımda az miktarda malzeme kaldırma yapılır. Çünkü kesme derinliğinin artışı malzemede plastik şekil değişimi nedeniyle yüzey kalitesinin bozulması, talaşın aşırı ısınarak takım ucuna sıvanması ve takımın zarar görmesi gibi sorunlara neden olur. Talaş kaldırma esnasında özellikle yüksek hızlarda oluşan aşırı ısıyı gidermek için yağlayıcı özelliği de bulunan soğutma sıvıları kullanılır.

Talaşlı imalatın gerçekleştirildiği takım tezgâhlarının görevi; iş parçasını tutmak, kesme, ilerleme ve derinlik hareketleri için güç sağlamaktır. Geleneksel operatör kontrollü manuel tezgâhların yanı sıra sayısal kontrollü (NC), bilgisayar kontrollü (CNC) ve merkezi bilgisayar kontrollü (DNC) tezgâhlar otomasyon amacıyla günümüzde yaygın kullanılmaktadır.

(13)

 TALAŞLI İŞLEME OPERASYONLARI

Her bir talaşlı işleme operasyonu iki faktöre bağlı olarak kendine has bir geometri üretir;

 İş parçası ve kesici takım arasındaki göreceli hareketler,

 Kesici takımın şekli,

Geometrinin oluşturulma şekline bağlı olarak talaşlı imalat operasyonları iki grupta incelenir;

 Oluşturma,

 Şekillendirme,

(14)

Oluşturma işlemlerinde kesici takımın ilerlemede (ikincil hareket) izlediği yol parça şeklini belirlerken talaş kaldırma hız hareketi (birincil hareket) ile sağlanır.

(15)

Şekillendirmede iş parçasının şekli kesici takımın geometrisi tarafından oluşturulur.

Kesici takımın kesme kenarı oluşturulmak istenen şeklin tersidir.

(16)

Bazı uygulamalarda oluşturma ve şekillendirme tek operasyonda birleştirilir.

(17)

1. Tornalama

İlerleme hareketi yapan tek uçlu kesici takım ile dönen iş parçasından talaş kaldırma işlemidir.

(18)

(19)

Günümüzde kullanılan motorlu torna tezgâhları temel olarak iş parçasının bağlandığı iş mili, iş milini döndüren tahrik ünitesi, iş parçasını karşıdan destekleyen gezer punta tertibatı ve kesici takım hareketini sağlayan araba mekanizmasından oluşur.

(20)

İş parçasını iş miline bağlamak için kanca, pens veya ayna gibi tertibatlar kullanılır.

(21)

Çok sayıda kesici takım bulunduran döner başlıklı (taret) torna tezgâhları otomasyonu ve imalat hızını arttırır.

(22)

2. Delme

İş parçasında yuvarlak delik oluşturmak veya var olan bir deliği genişletmek için yapılan işleme işlemidir. Oluşturulan delikler açık veya kör olarak adlandırılır. Matkap ucu olarak adlandırılan silindirik kesici takımda genellikle iki kesici uç bulunur.

(23)

Delme işlemi ile farklı operasyonlar gerçekleştirilebilir.

(24)

Delme işlemi genellikle dikey çalışan matkap tezgâhları ile geçekleştirilir.

(25)

3. Frezeleme

İş parçasının birden fazla kesme kenarına sahip silindirik bir takıma doğru parçanın ilerletildiği talaşlı imalat işlemidir. İki temel tipi; çevresel (düz) ve alın frezelemedir.

(26)

Çevresel frezelemede takımın dönme ekseni işlenen yüzeye paralel olup kesme işlemi takımın dış çevresinde bulunan kesme kenarları ile gerçekleştirilir. Uygulama şekline göre çeşitli türleri bulunur.

(27)

Çevresel frezelemede freze çakısının dönüş yönü ile iş parçasının ilerleme yönü arasındaki duruma göre yukarı (zıt yönlü) ve aşağı (eş yönlü) frezeleme söz konusudur.

(28)

Alın frezelemede takımın dönme ekseni işlenen yüzeye dik olup kesme işlemi çakının dış çevresinde ve ucunda bulunan kesme kenarları ile gerçekleştirilir.

(29)

Freze tezgâhları, freze çakısı için bir dönen iş mili ve iş parçasının bağlama, pozisyonlama ve ilerlemesi için bir iş tablası bulundurur. Geleneksel tezgahlar iş milini taşıyan sütun ve iş tablasını taşıyan konsoldan oluşur.

(30)

4. Vargelleme ve Planyalama

Benzer operasyonlar olup tek kesme kenarlı kesme takımının iş parçasına göre doğrusal hareketi ile işlem gerçekleştirilir. Vargellemede kesme hız hareketi takım ile planyalamada ise iş parçası ile sağlanır.

(31)

5. Broşlama

Dış (yüzey) veya iç (delik) etrafında talaş kaldırma için kullanılan ve tığ çekme olarak da bilinen yöntemde birden çok kesici dişe sahip takımın iş parçasında takımın ekseninde doğrusal hareketi ile talaş kaldırma gerçekleştirilir.

(32)

6. Testere ile kesme

Kısa aralıklarla yerleştirilmiş dişlere sahip bir kesici takımın dar bir kesik açması için kullanılan talaş kaldırma operasyonudur. Genel amaç fazla parçaları kesmek veya iş parçasını daha küçük parçalara ayırmaktır.

(33)

Bunların dışında özel geometriler için uygun kesici takımlarla gerçekleştirilen ve standartlaşmış çeşitli talaş kaldırma operasyonları bulunur.

Diş açma paftası ile vida dişi açma

(34)

Form frezeleme çakısı ile vida dişi açma

(35)

Dişli çark diskine form frezeleme çakısı ile dişli dişi açma

(36)

Dişli çark diskine azdırma freze çakısı ile dişli dişi açma

(37)

Dişli şekillendirme

(38)

 AŞINDIRMA İŞLEMLERİ

Genellikle bağlayıcılı taş şeklindeki sert parçacıkların hareketi ile malzeme kaldırma işlemidir. En yaygın kullanılan şekli taşlama olup, honlama, lepleme, hassas bitirme, parlatma (polisaj) ve hassas parlatma şeklinde türleri bulunur. Taşlamada kullanılan taşlar çoğunlukla dairesel hareket yapar ve disk şeklinde imal edilir.

(39)

Taşlama işlemi taşlanan iş parçasının şekline farklı şekillerde uygulanır.

(40)

Tipik bir taşlama tezgâhı, iş miline güç sağlayan sütun ve iş parçasını hareket ettiren iş tablasından oluşur.

(41)

Frezeleme ve Kesici Uçlar Örnek Video

https://www.youtube.com/watch?v=kaU8pjvYA4Q Tornalama Örnek Video

https://www.youtube.com/watch?v=WGmEseQlHUA Torna Tezgahında Talaşlı İşleme Operasyonları Örnek Video

https://www.youtube.com/watch?v=8EsAxOnzEms Üniversal Taşlama Tezgahında Takım Bileme Örnek Video

https://www.youtube.com/watch?v=_yS3yUVQe7c Honlama Örnek Video

https://www.youtube.com/watch?v=Az-El3QHSlE Lepleme Örnek Video

https://www.youtube.com/watch?v=Z6togIVqC4M

CNC Azdırma / Dişli Çark Açma Tezgahları Örnek Animasyon